ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электронные конфигурации соединений водорода из "Теоретическая химия" Во-вторых, если два атома водорода настолько приблизятся друг к другу, что практически сольются, то образующийся в результате объединенный атом должен быть атомом гелия, низшее состояние которого имеет 5д-терм. Представим теперь, что ядро атома гелия расщепляется на два водородных ядра равного заряда величина А для образующейся в результате этого молекулы может быть равной только нулю, так как для атома гелия L равно Н лю. Спин и g- и и-свойства симметрии остаются неизменными, и таким образом получается Е -состояние молекулы. Сумма L + SZ для атома i-елия равна нулю, и поэтому молекула водорода, вероятно, должна быть представлена Eg-состоянием, которое яв.ляется одним из возможных состояний, предсказываемых первым методом. [c.315] В-третьих, можно предполоя ить, что два электрона прибавляются к системе, состоящей из двух неподвижных водородных ядер. Если ядра находятся далеко друг от друга, то низшая орбита может быть описана символом o ls, и если оба электрона попадают на эту орбиту, то спины их должны быть антипараллельными в результате получится конфигурация (a ls) . Если два ядра находятся близко друг от друга, то для двух электронов наилучшим выран бнием должно являться (Iso) в любом случае два о-электрона образуют законченную оболочку и, таким образом, дают Ч -состояние. Так как оба электрона обладают g-симметрией, то число м-электронов равно нулю. Ввиду того что число электронов четно, молекула водорода должна быть в Чд-состоянии, что согласуется с заключением, полученным при рассмотрении гипотетического расщепления ядра гелия. [c.315] Процесс диссоциации нормальной молекулы водорода на водородные атомы может быть изображен этим же выражением, не написанным в обратном порядке. [c.316] По причинам, которые будут указаны позднее, конфигурация такого типа должна быть неустойчивой по отношению к нормальному атому водорода, и действительно она соответствует неустойчивой форме молекулярного водорода с антисимметричной орбитальной собственной функцией (параллельные спины), которая была выведена теоретически при помощи квантовой механики в гл. П1. [c.316] Другие возбужденные состояния молекулы водорода могут быть получены из аналогичных комбинаций атомов, но здесь нет необходимости обсуждать их. Интересно обратить внимание на тот факт, что возбужденное 1x2 1, состояние атома гелия, выполняющего роль объединенного атома, теоретически может приводить как к Е -молекулярному состоянию водорода, которое, вероятно, является аналогичным только что рассмотренному, так и к образованию Ч1 -состояния. [c.317] Дальнейшее обсуждение вопроса о молекулярном водороде мы отложим до тех пор, когда будет выработан ряд общих правил, позволяющих судить о сравнительной устойчивости различных молекулярных состояний. [c.317] При рассмотрении электронной структуры молекулы СН и других подобных ей молекул гидридов, в которых ядра атомов находятся близко друг к другу, проще начинать с электронной конфигурации объединенного атома. Три низших состояния атома азота, т. е. 5 , и могут быть представлены схемой 15 25 2/ . При переходе атомных электронных орбит в молекулярные орбиты СН наиболее устойчивой структурой, вероятно, должна быть (18з) (2 а) (2/ о) 2рк. [c.317] Порядок заполнения электронных оболочек находится в согласии с ранее предложенной схемой наиболее прочно связана группа 1 з, затем идет 2х5-группа, за нею следует 2рз- и, наконец, 2/ж-группа. Конечно, следует помнить, что в каждой оболочке не может быть более двух з-электронов. В предположенной конфигурации снаружи законченных оболочек имеется только один те-электрон, и, таким образом, эта схема представляет П-состояние. [c.318] В данном случае при определении структуры двух состоя ний возникает сомнение относительно того, какому из этих состояний, возникающих из и / -состояний атома азота. [c.318] Последнее из этих двух состояний, вероятно, является неустойчивым по отношению к нормальным атомам углерода и водорода, в то время как другое должно быть по крайней мере спектроскопически стабильной формой. Показательно, что экспериментально наблюденное П-состояние является правильным дублетом это свидетельствует о том, что уровень с наименьшей величиной квантового числа 2 характеризуется самой низкой энергией. Для молекулы с одним те-электроном снаружи законченных оболочек этого можно было ожидать на основе квантовомеханических вычислений. Если имеется три таких электрона, как в альтернативном П-состоянии, то теоретически дублет должен быть обращенным. [c.319] Ввиду перехода электронов на уровни с более высокой энергией можно предположить, что ни одно из этих состояний не обладает заметной устойчивостью. Тем не менее, поскольку П-состояние молекулы СН, дающее при диссоциации /)-атом углерода, отвечает объединенному атому азота в / -состоя-нии, оно может обладать незначительной устойчивостью, на что указывает длинный горизонтальный згчасток постулированной кривой потенциальной энергии. Два других состояния, П и , могут соответствовать только высшим энергетическим состояниям атома азота. Эти формы молекулы СН являются неустойчивыми при всех значениях расстояний между ядрами атомов. [c.322] Поведение других галоидных соединений водорода будет совершенно аналогичным. Существенным отличием является лишь добавление законченных оболочек и изменение главных квантовых чисел таким образом, (нормальное) Ц -состояние хлористого водорода будет (1 з) (2s3) (2 эз) (2ртс) (Sss) (З/ж ). Прочно связанные электроны в оболочках с главными квантовыми числами 1 и 2, т. е. в ii- и L-оболочках, лишь в незначительной степени участвуют или совсем не принимают участия в образовании молекулы хлористого водорода. Поэтому приведенную выше электронную конфигурацию хлористого водорода можно написать проще в виде KL 3s Y (Зр У (Зрт). [c.323] Аналогично +-состояние (основное) бромистого водорода должно быть KLM (4s3) (4ро) (4/та). [c.323] Вернуться к основной статье